BR112012026500B1

BR112012026500B1 - Método de comunicação sem fio, estação de comunicação sem fio, e estação de comunicação sem fio coordenadora

Info

Publication number: BR112012026500B1
Application number: BR112012026500-8A
Authority: BR
Inventors: Huai-Rong Shao; Ju-Lan Hsu; Chiu Ngo
Original assignee: Samsung Electronics Co., Ltd
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2021-08-31
Also published as: RU2012144024A; CA2796652A1; WO2011129654A2; JP5858983B2; JP2013526146A; WO2011129654A3; US20110256828A1; KR101857793B1; US9026044B2; KR20130066577A; JP6216758B2; MX2012012042A; JP2016007083A; BR112012026500A2; CA2796652C; RU2529891C2; IN2012MN02549A

Abstract

MÉTODO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, ESTAÇÃO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, E ESTAÇÃO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO COORDENADORA. É provida a seleção de estação de retransmissão ciente de respondedor em uma rede de comunicação sem fio. Uma implementação inclui avaliação de parâmetros operacionais de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas, e a seleção de uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas, com base na avaliação. Uma comunicação sem fio é transmitida para a estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

Description

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção se refere às redes sem fio, e particularmente, à seleção de estação de retransmissão em redes sem fio.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

Nas redes sem fio compreendendo estações sem fio, a faixa de frequência de rádio de 60 GHz pode prover aproximadamente dez vezes à taxa de comunicação de dados entre as estações sem fio em comparação com as taxas de dados de acordo com o padrão IEEE 802.lln. A taxa de dados aumentada da faixa de 60 GHz é à custa de faixa de comunicação reduzida e complexidades de sistema aumentadas. Adicionalmente, a faixa de 60 GHz envolve características de transmissão de linha de visada (LOS) altamente direcional entre as estações sem fio.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

Modalidades da presente invenção proporcionam um método e sistema para selecionar uma estação sem fio de retransmissão para comunicação entre estações sem fio.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

Uma modalidade da invenção provê a capacidade de se comunicar por intermédio de uma estação de retransmissão sem fio para aumentar a robustez e a usabilidade das redes sem fio da faixa de 60 GHz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema de comunicação sem fio implementando descobertas de retransmissão e seleção, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 2 mostra um quadro de Resposta de Busca de Retransmissão incluindo informação operacional para estações de retransmissão em fio candidatas de acordo com as modalidades da invenção.

A Figura 3 mostra um campo de Informação de Estação de Capacidade de Retransmissão (STA) incluindo informação operacional para uma estação de retransmissão sem fio candidata, de acordo com as modalidades da invenção.

A Figura 4 mostra um processo orientado para a estação sem fio de origem para descoberta e seleção de retransmissão, de acordo com uma modalidade da invenção.

A Figura 5 mostra um processo orientado para a estação sem fio coordenador para descoberta e seleção de retransmissão, de acordo com uma modalidade da invenção.

A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de uma rede de área local sem fio implementando descoberta e seleção de retransmissão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 7 é um diagrama de blocos de alto nível mostrando um sistema de processamento de informação compreendendo um sistema de computador útil para implementar uma modalidade da presente invenção.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Modalidades da presente invenção proporcionam um método e sistema para selecionar uma estação sem fio de retransmissão para comunicação entre estações sem fio. Uma modalidade compreende avaliar os parâmetros operacionais de retransmissão de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas, e selecionar uma estação de retransmissão sem fio dentre múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas com base na avaliação. Uma comunicação sem fio compreende uma transmissão para a estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

Essas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão entendidas com referência à descrição seguinte, reivindicações anexas e figuras anexas.

MODO PARA A INVENÇÃO

Em uma modalidade, a presente invenção provê um método e sistema para seleção de estação de retransmissão ciente de respondedor em uma rede de comunicação sem fio. Modalidades da presente invenção proporcionam um processo para descoberta e seleção de uma estação de retransmissão sem fio dentre múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas para estabelecer as operações de retransmissão em uma rede sem fio. Uma modalidade compreende avaliar os parâmetros operacionais de retransmissão de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas; selecionar uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão em fio candidatas com base na avaliação, e iniciar a transmissão de uma comunicação sem fio para a estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

Uma modalidade da invenção provê a capacidade de se comunicar por intermédio de uma estação de retransmissão sem fio para aumentar a robustez e a usabilidade das redes sem fio da faixa de 60 GHz. Em uma implementação, a presente invenção proporciona um método e sistema para descoberta e seleção de uma estação de retransmissão sem fio candidata (isto é, STA de retransmissão) para funcionalidade de retransmissão eficiente em uma rede sem fio tal como uma rede de área local sem fio (WLAN) compreendendo várias estações sem fio capazes de comunicação através de um meio sem fio tal como uma radiofrequência (RF) de 60 GHz.

Modalidades exemplares da invenção são descritas aqui em relação ao protocolo de comunicação sem fio IEEE 802.11. A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema de comunicação exemplar 100 compreendendo uma WLAN incluindo múltiplas estações sem fio tal como um ponto de controle de conjunto de serviços básicos pessoais (PBSS) sem fio (isto é, PCP) ou estação de ponto de acesso (isto é, AP) 102, e várias estações sem fio 104 (isto é, STA1,..., STAh) , de acordo com uma modalidade da invenção. As estações 102 e 104 compreendem transceptores capazes de transmitir e receber informação através de canais sem fio.

A retransmissão permite que uma estação sem fio utilizável de retransmissão de origem (RUS) transmita quadros de informação para uma RUS de destino com o auxílio de outra estação sem fio denominada estação sem fio que pode suportar retransmissão (RSUS). A retransmissão por intermédio de uma RSUS (por exemplo, estação de retransmissão sem fio) pode aperfeiçoar a confiabilidade da comunicação sem fio (tal como na faixa mmWave), no caso de ser interrompida uma ligação direta entre a RUS de origem (por exemplo, estação sem fio de origem) e a RUS de destino (por exemplo, estação sem fio destino).

A rede sem fio 100 na Figura 1 implementa operações de descoberta e seleção de estação e retransmissão, de acordo com uma modalidade da invenção. Pelo menos uma estação sem fio na rede sem fio 100 compreende uma RSUS. Duas ou mais estações sem fio (por exemplo, uma estação sem fio de origem e uma estação sem fio de destino) na rede sem fio 100 compreende RUS.

Após associação com uma rede sem fio que suporta retransmissão, uma RUS tal como uma estação sem fio iniciadora descobre e avalia os links de comunicação de retransmissão sem fio com uma ou mais estações de retransmissão sem fio candidatas (isto é, uma ou mais estações sem fio RSUS). Isso permite acesso às capacidades de retransmissão de estações de retransmissão sem fio candidatas, e determinação de suas capacidades de retransmissão e parâmetros operacionais compreendendo seus status de múltiplas faixas e período de presença. Esses parâmetros determinam os limites da capacidade física/funcional de cada estação de retransmissão sem fio na retransmissão de tráfego de informação, e assim podem ser usados para auxiliar na seleção de retransmissão sem fio.

Nesta descrição, um respondedor se refere a um respondedor de um processo de seleção de retransmissão conforme solicitado por um iniciador (por exemplo, estação sem fio de origem). Os respondedores podem ser as estações de retransmissão sem fio candidatas ou uma estação sem fio de destino. Em uma modalidade, as estações sem fio respondedoras tomam ciência do processo de seleção de retransmissão mediante sinalização. Conforme descrito em mais detalhe, adicionalmente, abaixo, o processo de seleção de retransmissão inclui treinamento de formação de feixe (BF) e medições de canal para links de comunicação sem fio entre as estações sem fio, em que os respondedores do processo de seleção de retransmissão coletam informação relevante e posteriormente realimentam os resultados para o iniciador do processo de seleção de retransmissão, no fim do estágio de medição de canal e de treinamento de formação de feixe.

Em uma implementação da invenção, um iniciador tal como uma estação sem fio de origem e/ou o PCP/AP descobre, mede e seleciona uma estação de retransmissão sem fio candidata em conjunto com uma estação sem fio de destino. A estação sem fio de retransmissão selecionada retransmite no modo sem fio as comunicações a partir da estação sem fio de origem para uma estação sem fio respondedora tal como uma estação sem fio de destino. A estação sem fio de retransmissão selecionada retransmite no modo em fio as comunicações a partir da estação sem fio de destino para a estação sem fio de origem. Uma implementação de um processo de descoberta e seleção de retransmissão de acordo com uma modalidade da invenção é descrito abaixo.

Rápida Descoberta e Avaliação dos Links de Retransmissão Candidatos

De acordo com uma modalidade da invenção, a estação sem fio de origem transmite uma solicitação para o PCP/AP para uma lista de estações de retransmissão sem fio candidatas e suas capacidades de retransmissão. Em resposta, o PCP/AP transmite a lista de estações de retransmissão sem fio candidatas e suas capacidades de retransmissão para a estação sem fio de origem. Tal informação também pode ser provida para a estação sem fio de destino.

Como tal, quando uma estação sem fio de origem deseja estabelecer um link de comunicação de retransmissão com uma estação de retransmissão sem fio, o PCP/AP envia para a estação sem fio de origem uma lista de estações de retransmissão sem fio candidatas com suas capacidades de retransmissão, permitindo que a estação sem fio de origem faça triagem prévia das estações de retransmissão sem fio, candidatas. A Figura 2 mostra um quadro de Resposta de Busca de Retransmissão 110 a partir do PCP/AP, de acordo com as modalidades da invenção. Os elementos de informação operacional (IEs) ou parâmetros podem ser incluídos em um campo de Informação de STA de Capacidade de Retransmissão 120, mostrado na Figura 3, dentro do quadro 110, para cada estação sem fio de retransmissão candidata.

Em uma modalidade da invenção, as estações sem fio de origem e de destino realizam transmissão direcional, tal como transmissões de formação de feixe (BF). Se as estações sem fio de origem ou as estações sem fio de destino não tiverem um link de comunicação ativo, ou não tiverem recentemente realizado treinamento de formação de feixe com uma estação de retransmissão sem fio candidata, então as estações sem fio de origem e/ou destino precisam descobrir e treinar a formação de feixe com a estação de retransmissão sem fio candidata.

Para treinamento de formação de feixe e descoberta eficiente com as estações de retransmissão sem fio candidatas, determinada informação de status e de operação da estação de retransmissão sem fio candidata são benéficas para acelerar o processo. Modalidades da invenção proporcionam um processo para comunicação de parâmetros funcionais e operacionais de cada estação de retransmissão sem fio candidata, incluindo programação de ativação, elementos de informação de múltiplas faixas e janela de despertar, para a estação sem fio de origem ou para o PCP/AP. Modalidades da invenção proporcionam ainda sinalização de um processo de seleção de retransmissão, e as estações sem fio envolvidas no processo de seleção, para a estação sem fio de destino e para as estações de retransmissão sem fio candidatas, por intermédio de um processo de seleção de retransmissão orientado para a origem ou orientado para PCP/AP.

Em uma modalidade, o processo de descoberta e seleção de retransmissão inclui o PCP/AP enviando informação de status e de operação relevante em um quadro de campo de Informação de STA de Capacidade de Retransmissão. Em um exemplo, tal informação de status e de operação relevante inclui os elementos de informação de Programação de Ativação (IEs), IEs de janela de despertar, IE de múltiplas faixas, etc., para estações de retransmissão sem fio candidatas para as estações sem fio de origem e de destino. A Figura 3 mostra um formato de quadro 120 para um campo de Informação de STA de Capacidade de Retransmissão incluindo IE de Programação de Ativação, IE de Janela de despertar, IE de Múltiplas Faixas, de acordo com uma modalidade da invenção.

As estações sem fio de origem e de destino utilizam tal informação para determinar o período de presença de uma estação de retransmissão sem fio candidata e a informação de faixa de operação durante a qual a estação sem fio de origem e de destino pode tenta obter uma Oportunidade de Transmissão (TXOP) ou Período de Serviço (SP) para medição de canal sem fio e/ou treinamento de formação de faixa com a estação de retransmissão sem fio candidata.

Adicionalmente, a informação de operação e status de cada estação de retransmissão sem fio candidata pode ser usada para determinar a preferência e adequação de uma estação de retransmissão sem fio candidata servindo como uma retransmissão, antes e durante o processo de descoberta/treinamento. A descoberta das estações de retransmissão sem fio, candidatas, não precisa ser exaustiva com base na lista de capazes de retransmissão, obtida a partir do PCP/AP.

Procedimento de Seleção de Retransmissão

Em uma modalidade, o processo de seleção de retransmissão começa com a estação sem fio de origem enviando um quadro de solicitação de busca de retransmissão para o PCP/AP e termina com a estação sem fio de origem selecionando uma estação sem fio de retransmissão a partir da coleta dos resultados de medição de canal sem fio através dos links sem fio direcionais de estação de retransmissão candidata (por exemplo, links sem fio direcionais estabelecidos pela formação de feixe através dos canais sem fio). Exemplos de tais links sem fio direcionais incluem um link sem fio direcional entre uma estação de retransmissão e estação sem fio de destino (link de destino de retransmissão) ou link sem fio direcional entre uma estação de retransmissão e uma estação sem fio de origem (link de origem de retransmissão).

Modalidades da invenção proporcionam um processo de seleção de retransmissão ciente de respondedor para estabelecer e prosseguir através da seleção de retransmissão entre uma estação sem fio de origem, uma estação sem fio de destino, uma estação sem fio de retransmissão e o PCP/AP. Em uma modalidade, os respondedores são especificamente informados (por exemplo, por intermédio de mensagens) do processo de seleção de retransmissão incluindo treinamento de formação de feixe e medições de link de retransmissão para seleção de retransmissão. Como tal, os respondedores do processo de seleção de retransmissão podem coletar informação relevante para o processo de seleção de retransmissão e realimentar (reportar) os resultados para a origem (iniciador) no fim do estágio de medição de link de comunicação de retransmissão e de treinamento de formação de feixe. Em uma modalidade, um link de comunicação de retransmissão se refere a um canal sem fio para comunicação direcional (por exemplo, por intermédio de formação de feixe) entre uma estação de retransmissão e uma estação sem fio de origem, ou entre uma estação de retransmissão e uma estação sem fio de destino.

Procedimento de Seleção de Retransmissão orientada para a Origem

De acordo com uma modalidade da invenção, o tomador de decisão e o concentrador central do processo de seleção de retransmissão é a estação sem fio de origem. Um processo de seleção de retransmissão orientado para a origem 200 ilustrativo é mostrado na Figura 4, de acordo com uma modalidade da invenção. 0 processo de seleção de retransmissão não é limitado àquele ilustrado na Figura 4 e diferentes variações podem ser deduzidas. Por exemplo, um processo de seleção de retransmissão orientado para PCP/AP correspondente também pode ser deduzido, de acordo com a modalidade da invenção, conforme será reconhecido por aqueles versados na técnica.

Com referência à Figura 4, se uma estação sem fio de origem (isto é, STA de origem) não conhece ou não está ciente de uma ou mais estações de retransmissão sem fio candidatas (isto é, STAs candidatas de retransmissão) em um conjunto de serviços básicos (BSS) para a rede, a estação sem fio de origem inicia o procedimento de seleção de retransmissão mediante envio de uma solicitação de busca de retransmissão para o PCP/AP (isto é, PCP ou AP) , em um bloco de processo 201. No bloco de processo 202 o PCP/AP responde com um quadro de Resposta de Busca de Retransmissão incluindo uma lista de estações de retransmissão sem fio candidatas junto com suas capacidades de retransmissão e informação de status de operação, correspondentes, conforme descrito acima em relação às Figuras 2-3. Se a estação sem fio de origem tiver conhecimento suficiente sobre as estações de retransmissão sem fio candidatas disponíveis no BSS, a estação sem fio de origem pode saltar os blocos de processo de solicitação de retransmissão 201 e 202.

Dada a informação de capacidade e status disponível na estação sem fio de origem, a estação sem fio de origem pode fazer a triagem e selecionar um subconjunto preferível das estações de retransmissão sem fio candidatas. A informação de capacidade e de status pode compreender informação recebida a partir do PCP/AP no bloco de processo 202, ou informação local tal como para o link de comunicação de retransmissão existente mantido entre uma estação de retransmissão sem fio candidata e a estação sem fio de origem.

No bloco de processo 203, a estação sem fio de origem inicia uma solicitação de seleção de retransmissão mediante envio de um quadro de solicitação de seleção de retransmissão para a estação sem fio de destino (isto é, STA de destino) incluindo uma lista de estações de retransmissão sem fio candidatas preferíveis para consideração pela estação sem fio de destino. O quadro de solicitação de seleção de retransmissão pode incluir um subconjunto de informação de status e capacidade disponível para a estação sem fio de origem (tal como um subconjunto da informação provida para a estação sem fio de origem no quadro de Resposta de Busca de Retransmissão a partir do PCP/AP).

Se as estações sem fio de origem e de destino já tiverem realizado o treinamento de formação de feixe entre si para comunicação direcional entre elas, a estação sem fio de origem pode enviar o quadro de solicitação de seleção de retransmissão diretamente para a estação sem fio de destino e receber uma resposta a partir da mesma. Caso contrário, a estação sem fio de origem pode enviar o quadro de solicitação de seleção de retransmissão para a estação sem fio de destino por intermédio do PCP/AP, e a estação sem fio de destino pode enviar uma resposta de volta para a estação sem fio de origem por intermédio do PCP/AP.

Em uma modalidade da invenção, no bloco de processo 204 a estação sem fio de destino pode confirmar (ACK) o quadro de solicitação de seleção de retransmissão ou enviar um quadro de resposta rejeitando um subconjunto ou todas as estações de retransmissão sem fio candidatas preferíveis com determinado código de status ou código de razão, incluso. Como tal a estação sem fio de origem e de destino colabora na seleção de uma estação de fio de retransmissão para as duas estações sem fio, de origem e de destino. O quadro de solicitação de seleção de retransmissão e a troca de respostas podem ser realizados diretamente entre a estação sem fio de origem e de destino, ou por intermédio do PCP/AP.

No bloco de processo 204, se a STA de destino aceitar uma ou mais estações de retransmissão sem fio candidatas, no bloco de processo 205 a estação em fio de origem realiza o processo de medição de canal e/ou treinamento de formação de feixe necessário com cada estação de retransmissão sem fio aceita. Similarmente, no bloco de processo 206 a estação sem fio de destino prossegue para realizar o processo de medição de canal e/ou treinamento de formação de feixe necessário com cada estação de retransmissão sem fio aceita. Tal treinamento de formação de feixe acompanha os protocolos de formação de feixe conhecidos e pode ser realizado durante um período baseado em contenção (CBP) ou mediante solicitação de um SP a partir do PCP/AP. Um SP é um bloco de tempo de canal obtido utilizando-se os mecanismos de reserva de tempo de canal, conhecidos.

Em uma modalidade da invenção, antes do treinamento de formação de feixe com cada estação de retransmissão sem fio aceita, a estação sem fio de origem ou o PCP/AP informa cada estação de retransmissão sem fio sobre o processo de seleção de retransmissão mediante envio de uma resposta de busca de retransmissão não solicitada e/ou informação de programação de treinamento de formação de feixe em um elemento de Programação Estendida para a estação de retransmissão sem fio. Como as estações de retransmissão sem fio têm conhecimento do processo de seleção de retransmissão, cada tal estação de retransmissão sem fio pode dar retorno para a estação sem fio de origem de quaisquer resultados de medição de canal e/ou de treinamento de formação de feixe, existentes entre a estação de retransmissão e a estação sem fio de origem, assim como resultados existentes de treinamento de formação de feixe e/ou de medição de canal entre aquela estação de retransmissão e a estação sem fio de destino.

Em outra modalidade, a estação sem fio de origem não precisa realizar a triagem prévia das estações de retransmissão sem fio, candidatas para estações de retransmissões preferíveis. Nesse caso, a solicitação de seleção de retransmissão e resposta entre a estação sem fio de origem e a estação sem fio de destino pode ser substituída por um procedimento similar, mas entre o PCP/AP e a estação sem fio de destino. Especificamente, o PCP/AP envia a solicitação de busca de retransmissão e a solicitação de seleção de retransmissão junto com a lista de estações de retransmissão sem fio candidatas para a estação sem fio de destino, em que a estação sem fio de destino envia uma resposta ou ACK de volta para o PCP/AP com estações de retransmissão aceitas, para fornecer à estação sem fio de origem.

Em outra modalidade, o PCP/AP envia ou direciona uma resposta de seleção de retransmissão não solicitada com a lista de estações de retransmissão sem fio candidatas para a estação sem fio de destino (após o PCP/AP enviar a mesma para a estação sem fio de origem), desse modo eliminando a necessidade de a estação sem fio de destino enviar uma resposta de seleção de retransmissão ou ACK de volta para o PCP/AP.

Com referência de volta à Figura 4, no bloco de processo 205, a estação sem fio de origem realiza treinamento de formação de feixe e medições de canal, necessárias no link de comunicação sem fio entre cada estação de retransmissão aceita e a estação sem fio de origem (isto é, link de origem de retransmissão ou link iniciador de retransmissão), e coleta informação sobre os resultados das medições de canal e treinamento de formação de feixe em cada link de origem de retransmissão.

No bloco de processo 206 a estação sem fio de destino realiza medições de canal e treinamento de formação de feixe, necessárias no link de comunicação sem fio entre medições de canal e treinamento de formação de feixe, necessárias no link de comunicação sem fio entre cada estação de retransmissão aceita e a estação sem fio de destino (isto é, link de destino de retransmissão ou link de respondedor de retransmissão), e coleta informação sobre os resultados das medições de canal e treinamento de formação de feixe em cada link de destino de retransmissão.

Quando a estação sem fio de destino completa as medições de canal e treinamento de formação de feixe, necessárias em cada link de destino de retransmissão, no bloco de processo 207, a estação sem fio de destino envia um informe de medição de canal de múltiplas retransmissões para a estação sem fio de origem, seguida de um quadro ACK enviado pela estação sem fio de origem para a estação sem fio de destino no bloco de processo 208. O informe de medição de canal de múltiplas retransmissões inclui resultados de medições de canal e treinamento de formação de feixe em cada link de destino de retransmissão.

Em outra modalidade, a estação sem fio de origem envia uma solicitação de medição de canal de múltiplas retransmissões para a estação sem fio de destino, e a estação sem fio de destino envia um informe de medição de canal de múltiplas retransmissões de volta para a estação sem fio de origem.

No bloco de processo 209, a estação sem fio de origem utiliza a informação no informe de medição de canal de múltiplas retransmissões para cada link de destino de retransmissão a partir da estação sem fio de destino, em conjunto com sua própria informação em cada link de origem de retransmissão, para selecionar uma estação sem fio de retransmissão apropriada dentre aquelas aceitas pela estação sem fio de destino. A estação sem fio de origem então envia para a estação sem fio de destino a informação sobre a estação de retransmissão sem fio selecionada para estabelecer os links de retransmissão com a estação de retransmissão sem fio selecionada.

Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo de seleção de retransmissão orientado para estação sem fio de destino, equivalente àquele descrito acima para um processo de seleção de retransmissão orientado para estação sem fio de origem.

Após uma estação de retransmissão ser selecionada, as estações sem fio de origem e de destino estabelecem procedimentos de retransmissão com a estação de retransmissão selecionada e comunicam os dados (por exemplo, dados de áudio/vídeo) por intermédio da seleção de retransmissão selecionada por intermédio dos links sem fio direcionais.

Procedimento de Seleção de Retransmissão orientada para PCP/AP

Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo de descoberta e seleção de retransmissão, orientado para PCP/AP (PCP ou AP) ; em que o tomador de decisão e concentrador central do processo de seleção de retransmissão é o PCP/AP. Um processo de seleção de retransmissão orientado para PCP/AP 250, ilustrativo, é apresentado na Figura 5, de acordo com uma modalidade da invenção e descrito abaixo.

Se a estação sem fio de origem (STA de Origem) não conhece ou não tem ciência de uma ou mais estações de retransmissão sem fio candidatas (STAs candidatas de retransmissão) , no bloco de processo 251 a estação sem fio de origem inicia um processo de seleção de retransmissão mediante envio de um quadro de solicitação de busca de retransmissão para o PCP/AP. No bloco de processo 252, o PCP/AP responde com uma lista de estações de retransmissão candidatas junto com suas capacidades de retransmissão correspondentes e informação de status de operação (descrita adicionalmente acima em relação às Figuras 2-3). Se a estação sem fio de origem tiver conhecimento suficiente sobre as estações de retransmissão candidatas disponíveis no BSS, a estação sem fio de origem pode saltar os blocos de processo de solicitação de busca de retransmissão 251, 252.

Dada a informação disponível na STA de origem (informação recebida e/ou local tal como para um link existente mantido entre uma estação de retransmissão candidata e a estação sem fio de origem), a estação sem fio de origem pode realizar a triagem e selecionar um subconjunto de estações de retransmissão candidatas e estações de retransmissão preferíveis.

No bloco de processo 253, a estação sem fio de origem envia um quadro de solicitação de seleção de retransmissão ao PCP/AP para considerar a lista de estações de retransmissão candidatas preferíveis. O quadro de solicitação de seleção de retransmissão enviado para o PCP/AP pode incluir informação local sobre os links de retransmissão disponíveis apenas na estação sem fio de origem. Ao receber a solicitação de seleção de retransmissão, no bloco de processo 254, o PCP/AP confirma a solicitação, e então envia a solicitação de seleção de retransmissão junto com a lista de estações de retransmissão candidatas preferíveis para a estação sem fio de destino, no bloco de processo 255. A estação sem fio de destino responde com um quadro ACK de seleção de retransmissão, no bloco de processo 256. O PCP/AP prossegue para o bloco de processo 257 para alocar tempo para medições de canal e/ou treinamento de formação de feixe entre os links sem fio de origem-retransmissão e de destino de retransmissão, ou para o bloco de processo 257 para solicitar que as estações de origem e de destino realizem medições de canal e/ou treinamento de formação de feixe em um CBP, com as estações de retransmissão, candidatas, preferíveis.

Em outra modalidade, a estação sem fio de origem não realiza a triagem prévia das estações de retransmissão, candidatas, em que a solicitação de busca de retransmissão e a solicitação de seleção de retransmissão podem ser combinadas de tal modo que a solicitação de seleção de retransmissão e ACK entre a estação sem fio de origem e o PCP/AP é eliminada.

Similar aos blocos de processo 205 e 206 na Figura 4, nos blocos de processo 259 e 260 na Figura 5, as estações sem fio de origem e de destino completam as medições e treinamento de formação de feixe, necessários nos links de origem de retransmissão e nos links de destino de retransmissão para as estações de retransmissão candidatas aceitas pela estação de retransmissão de destino no bloco de processo 256.

No bloco de processo 261, a estação sem fio de destino envia um informe de medição de canal de múltiplas retransmissões para o PCP/AP, seguido por um quadro ACK enviado pelo PCP/AP para a estação sem fio de destino no bloco de processo 262. Similarmente, no bloco de processo 263, a estação sem fio de origem envia um informe de medição de canal de múltiplas retransmissões para o PCP/AP, seguido por um quadro ACK enviado pelo PCP/AP para a estação sem fio de origem no bloco de processo 264.

Em outra modalidade, o PCP/AP programa tempo de canal para as estações de origem e de destino realizar treinamento e medições necessários com estações de retransmissão aceitas, e o PCP/AP solicita informes de medição de canal de múltiplas retransmissões a partir das estações sem fio de origem de destino, em que as estações sem fio de origem e de destino enviam de volta ao PCP/AP os informes de medição de canal de múltiplas retransmissões contendo os resultados de medição de canal e treinamento de formação de feixe de origem de retransmissão e de destino de retransmissão, respectivamente.

Em outra modalidade, as estações sem fio de origem enviam solicitação de medição de canal de múltiplas retransmissões para as estações sem fio de destino e, então, as estações sem fio de destino enviam os informes de medição de canal de múltiplas retransmissões de volta para o PCP/AP.

No bloco de processo 265 o PCP/AP utiliza então os informes de medição de canal de múltiplas retransmissões, recebidos a partir das estações sem fio de origem e de destino para selecionar uma estação de retransmissão dentre as estações de retransmissão aceitas. O PCP/AP também envia para as estações sem fio de origem e de destino a informação sobre a estação de retransmissão selecionada quando estabelecendo um link de retransmissão. Em outra modalidade, o PCP/AP também pode ser selecionado como a estação de retransmissão com base nos resultados de medição de canal.

Após uma estação de retransmissão ser selecionada, as estações sem fio de origem e de destino estabelecem procedimentos de retransmissão com a estação de retransmissão selecionada e comunicam os dados (por exemplo, dados de áudio/vídeo) por intermédio da estação de retransmissão selecionada por intermédio de links sem fio direcionais.

A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de uma implementação exemplar de um sistema de comunicação sem fio 300 proporcionando descoberta e seleção de estação de retransmissão, de acordo com uma modalidade da invenção. 0 sistema 300 compreende um PCP/AP sem fio 102 e estações sem fio 104 (por exemplo, STA1,..., STAn na Figura 1) incluindo uma estação sem fio de origem (STA de origem) 104S, uma estação sem fio de destino (STA de destino) 104D, pelo menos uma STA de retransmissão sem fio 104R, em uma rede de área local sem fio.

Em uma modalidade, a rede 300 implementa uma estrutura de quadro para comunicação sem fio entre os dispositivos/estações sem fio nesse lugar. A estrutura de quadro utiliza transmissão de pacote em uma camada de Controle de Acesso aos Meios (MAC) e uma camada física (PHY) . Cada estação sem fio inclui uma camada MAC e uma camada PHY. A camada MAC recebe um pacote de dados incluindo dados de carga útil, e anexa ao mesmo um cabeçalho MAC, para construir uma Unidade de Dados de Protocolo MAC (MPDU). O cabeçalho MAC inclui informação tal como um endereço de origem (SA) e um endereço de destino (DA). A MPDU é uma parte de uma Unidade de Dados de Serviço PHY (PSDU) e é transferida para uma camada PHY no AP para anexação de um cabeçalho PHY (isto é, um preâmbulo PHY) ao mesmo para construir uma Unidade de Dados de Protocolo PHY (PPDU). O cabeçalho PHY inclui parâmetros para determinar um esquema de transmissão incluindo um esquema de codificação/modulação.

Especificamente, a STA de origem 104S compreende uma camada PHY 301 e uma camada MAC 302. A camada MAC 302 inclui um módulo de seleção de retransmissão 303 que implementa descoberta e seleção de retransmissão para a STA de origem 104S, de acordo com as modalidades da invenção como descrito aqui.

A STA de destino 104D compreende uma camada PHY 311 e uma camada MAC 312. A camada MAC 312 inclui um módulo de seleção de retransmissão 313 que implementa descoberta e seleção de retransmissão para a STA de destino 104D de acordo com as modalidades da invenção, conforme aqui descrito.

Cada STA de retransmissão 104R inclui uma camada PHY 321 e uma camada MAC 322. A camada MAC 322 inclui um módulo de retransmissão 323 que implementa operações de retransmissão, de acordo com as modalidades da invenção conforme aqui descrito.

O PCP/AP 102 compreende uma camada PHY 331 e uma camada MAC 332. A camada MAC 332 inclui um módulo de controle 333 o qual, dentre outras operações, implementa funções típicas de um PCP/AP. A camada MAC 332 inclui ainda um módulo de descoberta e seleção de retransmissão 334 que implementa descoberta e seleção de retransmissão para PCP/AP, de acordo com as modalidades da invenção conforme aqui descrito.

De acordo com as modalidades da invenção, na rede 300, informação funcional e operacional relevante de cada estação de retransmissão candidata é distribuída entre as estações de origem, de destino e as estações PCP/AP em estágios prematuros do estabelecimento de retransmissão, evitando assim a ineficiência e o código extra, associado a um processo de seleção de retransmissão. 0 processo de seleção e de descoberta de candidato de retransmissão pode ser dirigido pela STA de origem 104S, STA de destino 104D, ou pelo PCP/AP 102, com mais flexibilidade para alavancar a informação local existente. Modalidades da invenção são úteis onde as STAs de origem e de destino 104S e 104D podem (ou não) ter uma formação de feixe de link direto treinado com as estações de retransmissão antes do processo de seleção de retransmissão. Modalidades da invenção são adicionalmente úteis onde as STAs de origem de destino 104S e 104D não podem se comunicar, entre si, diretamente.

A participação de uma STA de retransmissão selecionada 104R em uma operação de retransmissão entre a STA de origem 104S e STA de destino 104D não é de ligação, em que a STA de retransmissão selecionada 104R pode parar tal função de retransmissão por opção própria. Isso proporciona às estações de retransmissões maior flexibilidade e incentivo para colaborar. Em uma modalidade, uma estação sem fio de retransmissão auxiliar é sempre mantida para uma estação sem fio de origem e uma estação sem fio de destino no caso do afastamento de uma estação de retransmissão selecionada atual.

Em uma modalidade, uma estação sem fio de origem que pretenda selecionar uma estação sem fio de retransmissão para operações de retransmissão pode utilizar informação (parâmetros) incluindo a capacidade de armazenamento temporário de cada estação sem fio de retransmissão candidata antes de prosseguir para o processo de estabelecimento. Tais parâmetros servem não apenas como um fator de decisão para o processo de seleção de retransmissão, mas também como parâmetros de operação para evitar operações defeituosas tais como estouro de armazenador temporário na estação de retransmissão sem fio selecionada.

Modalidades exemplares da invenção foram descritas aqui em relação ao protocolo de comunicação sem fio IEEE 802.11. Modalidades da invenção são úteis com as redes sem fio tais como WLANs, redes sem fio de ondas milimétricas mmWave, redes sem fio IEEE 802.11ad, redes sem fio Wireless Gigabit Alliance (WiGig), etc. Em um exemplo, as estações sem fio na Figura 6 (e Figura 1) , são capazes de realizar comunicação direcional tal como mediante formação de feixe e treinamento de antena (por exemplo, na faixa de RF de 60GHz), de acordo com as modalidades da invenção.

A Figura 7 é um diagrama de blocos de alto nível mostrando um sistema de processamento de informação compreendendo um sistema de computador 10 útil para implementar uma modalidade da presente invenção. O sistema de computador 10 inclui um ou mais processadores 11, e pode incluir ainda um dispositivo de display eletrônico 12 (para exibição de gráficos, texto, e outros dados), uma memória principal 13 (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), dispositivo de armazenamento 14 (por exemplo, unidade de disco rígido), dispositivo de armazenamento removível 15 (por exemplo, unidade de armazenamento removível, módulo de memória removível, unidade de fita magnética, unidade de disco ótico, meio legível por computador tendo armazenado no mesmo software de computador e/ou dados), dispositivo de interface de usuário 16 (por exemplo, teclado, tela sensível ao toque, bloco de teclas, dispositivo indicador), e uma interface de comunicação 17 (por exemplo, modem, uma interface de rede (tal como um cartão Ethernet), uma porta de comunicação, ou um conector e cartão PCMCIA). A interface de comunicação 17 permite que software e os dados sejam transferidos entre o sistema de computador e os dispositivos externos. 0 sistema 10 inclui ainda uma infraestrutura de comunicação 18 (por exemplo, um barramento de comunicação, um barramento de passagem, ou rede) a qual os dispositivos/módulos 11 a 17 anteriormente mencionados são conectados.

A informação transferida por intermédio da interface de comunicação 17 pode estar na forma de sinais tais como sinais eletrônicos, eletromagnéticos, óticos ou outros sinais capazes de serem recebidos pela interface de comunicação 17, por intermédio de um link de comunicação que carrega os sinais e pode ser implementado utilizando-se fio ou cabo; fibras óticas; uma linha telefônica; um link de telefone celular; um link de radiofrequência (RF); e/ou outros canais de comunicação. Instruções de programa de computador representando o diagrama de blocos e/ou fluxogramas podem ser carregadas em um computador, equipamento de processamento programável de dados; ou dispositivos de processamento para fazer com que uma série de operações realizadas nos mesmos produza um processo implementado por computador.

Modalidades da presente invenção foram descritas com referência às ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos de métodos, equipamentos (sistemas) e produtos de programa de computador de acordo com as modalidades da invenção. Cada bloco de tais ilustrações/diagramas, ou suas combinações, pode ser implementado por instruções de programa de computador. As instruções de programa de computador quando providas a um processador produzem uma máquina, de tal modo que as instruções, que executam por intermédio do processador criam meios para implementar as funções/operações especificadas no fluxograma e/ou diagrama de blocos. Cada bloco nos diagramas de blocos/fluxograma pode representar um hardware e/ou módulo de software ou lógica, implementando modalidades da presente invenção. Em implementações alternativas, as funções assinaladas nos blocos podem ocorrer fora da ordem assinalada nas figuras, simultaneamente, etc.

Os termos: "meio de programa de computador", "meio utilizável por computador", "meio legível por computador", e "produto de programa de computador", são usados para se referir geralmente aos meios; tal como memória principal, memória secundária, unidade de armazenamento removível, um disco rígido instalado na unidade de disco rígido. Os produtos de programa de computador são meios para prover software para o sistema de computador. O meio legível por computador permite que o sistema de computador leia dados, instruções, mensagens ou pacotes de mensagens, e outra informação legível por computador a partir do meio legível por computador. O meio legível por computador, por exemplo, pode incluir memória não volátil, tal como um disquete, ROM, memória flash, memória de acionamento de disco, ou um CD-ROM, e outro meio de armazenamento permanente. Ê útil, por exemplo, para transporte de informação, tal como instruções de computador e dados, entre sistemas de computador. Instruções de programa de computador podem ser armazenadas em um meio legível por computador que pode guiar um computador, outro equipamento de processamento programável de dados, ou outros dispositivos para funcionamento de uma forma específica, de tal modo que as instruções armazenadas no meio legível por computador produzem um produto industrial incluindo instruções que implementam a função/ação especificada no fluxograma e/ou diagrama de blocos, ou blocos.

Programas de computador (isto é, lógica de controle de computador) são armazenados na memória principal e/ou na memória secundária. Programas de computador também podem ser recebidos por intermédio de uma interface de comunicação. Tais programas de computador, quando executados, possibilitam que o sistema de computador realize as características da presente invenção discutida aqui. Particularmente, os programas de computador, quando executados, possibilitam ao processador de múltiplos núcleos realizar as características do sistema de computador. Tais programas de computador representam controladores do sistema de computador.

Como sabido por aqueles versados na técnica, as arquiteturas exemplares anteriormente mencionadas, descritas acima, de acordo com a presente invenção, podem ser implementadas de várias formas, tais como instruções de programa para execução por um processador, como módulos de software, microcódigo, como produto de programa de computador em meios legíveis por computador, como circuitos 5 lógicos, como circuitos integrados de aplicação específica, como firmware, como dispositivos eletrônicos de consumidor, etc., em dispositivos sem fio, em transmissores sem fio, receptores, transceptores em redes sem fio, etc. Adicionalmente, modalidades da invenção podem assumir a 10 forma de uma modalidade completamente de hardware, uma modalidade completamente de software ou uma modalidade contendo ambos os elementos, de hardware e de software.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a certas versões da mesma, contudo, outras 15 versões são possíveis. Portanto, a essência e o escopo das reivindicações anexas não devem ser limitados à descrição das versões preferidas contidas nas mesmas.

Claims

1. MÉTODO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, caracterizado por compreender: sinalizar um processo de seleção de retransmissão para uma ou mais estações sem fio para obter parâmetros operacionais de retransmissão compreendendo período de presença e informação de multi-bandas de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas; avaliar os parâmetros operacionais de retransmissão das múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas; selecionar uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas com base na avaliação; e iniciar a transmissão de uma comunicação sem fio para a estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: estabelecer operações de retransmissão utilizando a estação de retransmissão sem fio selecionada e realizando comunicação sem fio entre as estações sem fio por intermédio da estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a execução da comunicação sem fio utilizando a estação de retransmissão sem fio selecionada compreender uma estação sem fio iniciadora e uma estação sem fio respondedora se comunicando sem fio por intermédio da estação de retransmissão sem fio selecionada; a estação de retransmissão sem fio selecionada retransmitir sem fio as comunicações a partir da estação sem fio iniciadora para a estação sem fio respondedora; e a estação de retransmissão sem fio selecionada retransmitir sem fio as comunicações a partir da estação sem fio respondedora para a estação sem fio iniciadora.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por: a seleção de uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas compreender ainda a estação sem fio iniciadora ou a estação sem fio respondedora selecionando uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por: a seleção de uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas compreender ainda a estação sem fio iniciadora e a estação sem fio respondedora selecionando de forma colaborativa uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda: uma estação sem fio coordenadora proporcionando uma lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas; e avaliar os parâmetros operacionais de retransmissão das múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas para selecionar uma estação sem fio de retransmissão.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por: a seleção de uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas compreender ainda a estação sem fio iniciadora enviando um quadro de solicitação de busca de retransmissão para a estação sem fio coordenadora, em que a estação sem fio coordenadora proporciona a lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas para a estação sem fio iniciadora e estação sem fio respondedora.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda: uma estação sem fio iniciadora selecionando uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas mediante obtenção e avaliação de medições de link de comunicação sem fio para as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda: a estação sem fio coordenadora coletando as medições de link de comunicação sem fio para as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas, e fornecendo as medições à estação sem fio iniciadora.

10. ESTAÇÃO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, caracterizada por compreender: um módulo de seleção de retransmissão que sinaliza um processo de seleção de retransmissão para uma ou mais estações sem fio para obter parâmetros operacionais de retransmissão compreendendo período de presença e informação de multi-bandas de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas, em que o módulo de seleção de retransmissão avalia os parâmetros operacionais de retransmissão de múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas, e seleciona uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio, candidatas com base na avaliação; e uma camada de comunicação que inicia a transmissão de uma comunicação sem fio para a estação de retransmissão sem fio selecionada através de um meio de comunicação sem fio.

11. Estação de comunicação sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por: o módulo de seleção de retransmissão obter uma lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas a partir de uma estação sem fio coordenadora e o módulo de seleção de retransmissão avaliar os parâmetros operacionais das múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas.

12. Estação de comunicação sem fio, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por: o módulo de seleção de retransmissão enviar um quadro de solicitação de busca de retransmissão para a estação sem fio coordenadora, em que a estação sem fio coordenadora fornece a lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas para a estação de comunicação sem fio.

13. ESTAÇÃO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO COORDENADORA, caracterizada por compreender: um módulo de seleção de retransmissão que seleciona uma estação de retransmissão sem fio dentre múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas, para uma estação sem fio iniciadora e para uma estação sem fio respondedora; em que o módulo de seleção de retransmissão sinaliza um processo de seleção de retransmissão para uma ou mais estações sem fio para obter os parâmetros operacionais de retransmissão compreendendo período de presença e informação de multi-bandas de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas, de tal modo que o módulo de seleção de retransmissão avalia os parâmetros operacionais das múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas e seleciona uma estação de retransmissão sem fio com base na avaliação.

14. Estação de comunicação sem fio coordenadora, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada por: o módulo de seleção de retransmissão determinar uma lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas e avaliar os parâmetros operacionais das múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas para selecionar uma estação sem fio de retransmissão.

15. Estação de comunicação sem fio coordenadora, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por: o módulo de seleção de retransmissão proporcionar a lista de múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas para as estações sem fio iniciadora e respondedora; e o módulo de seleção de retransmissão selecionar uma estação de retransmissão sem fio dentre as múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas mediante obtenção e avaliação de medições de link de comunicação sem fio para as múltiplas estações de retransmissão sem fio candidatas a partir das estações sem fio iniciadora e respondedora.